예비전원설비에서 발전기 용량은 어떻게 선정하나요?

Question

전기기사 실기에서 비상발전기나 예비전원설비 용량을 산정하는 문제가 나오는데, 어떤 부하를 발전기에 연결해야 하는지부터 헷갈립니다. 정전 시 모든 부하를 다 살려야 하는 것인지, 아니면 소방설비나 비상조명, 승강기, 통신설비처럼 중요한 부하만 선택하는 것인지 궁금합니다. 또한 전동기 부하가 포함되면 기동전류 때문에 발전기 용량을 더 크게 잡아야 한다고 하는데 어느 정도까지 고려해야 하는지도 알고 싶습니다. 실제 설계에서 발전기 용량이 부족하면 어떤 문제가 생기는지, 너무 크게 잡으면 어떤 단점이 있는지도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

결론부터 말씀드리면 예비발전기 용량은 정전 시 반드시 운전해야 하는 비상부하와 중요부하를 기준으로 산정하며, 부하의 운전전력뿐 아니라 전동기 기동전류와 부하 투입 순서까지 고려해야 합니다. 예비전원설비는 정전 시 건물 전체의 모든 부하를 계속 운전하기 위한 설비가 아니라, 인명 안전과 필수 기능 유지에 필요한 부하를 공급하기 위한 설비입니다. 일반적으로 비상조명, 소방펌프, 제연설비, 비상콘센트, 통신설비, 방재센터 전원, 일부 승강기, 급수펌프 등이 포함될 수 있습니다. 먼저 각 부하의 정격용량을 조사하고 실제 정전 시 동시에 운전해야 하는 부하를 구분합니다. 여기에 수용률이나 운전조건을 반영해 운전부하를 산정합니다. 중요한 것은 전동기 부하입니다. 펌프나 팬 같은 전동기는 기동 시 정격전류보다 훨씬 큰 전류를 요구하므로, 발전기가 이 순간적인 전압강하를 견딜 수 있어야 합니다. 여러 전동기를 동시에 기동하면 발전기 전압이 크게 떨어질 수 있으므로 순차기동 방식을 적용하기도 합니다. 발전기 용량이 부족하면 정전 시 부하가 제대로 기동하지 못하거나 전압과 주파수가 불안정해져 보호장치가 동작할 수 있습니다. 특히 소방펌프 같은 필수 부하가 기동하지 못하면 인명 안전에 직접적인 문제가 됩니다. 반대로 발전기 용량을 지나치게 크게 잡으면 초기 설치비와 유지비가 증가하고, 평상시 시험운전이나 경부하 운전 시 효율이 떨어지며 카본 축적 같은 문제가 생길 수 있습니다. 실기에서는 부하용량 합계, 역률, 효율, 기동계수 등이 주어지고 이를 이용해 kVA 또는 kW 기준 발전기 용량을 산정하는 형태가 많습니다. 실제 설계에서는 법적 비상부하, 중요부하, 전동기 기동조건, 부하 단계 투입, 장래 증설 가능성까지 함께 고려해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

비상발전기 용량은 소방 및 비상조명 같은 필수 부하의 합계에 전동기 기동 시 전압강하를 고려한 수치를 비교해 가장 큰 값으로 정하면 되요. 전동기 기동전류는 평상시보다 몇 배나 높아서 용량이 부족하면 전압이 뚝 떨어저 시스템이 멈출 수 있습니다. 그러니 주의해야 합니다. 그렇다고 너무 크게 잡으면 설치 비용이 비싸지고 저부하 운전으로 엔진 수명이 줄어들 수 있으니 적정 설계가 중요한거죠.

Answer 3

안녕하세요. 박준희 전기기사입니다.

예비전원설비가 모든 부하를 다 살리는 것은 아닙니다. 발전기 용량이 커질수록 설치비와 유지비가 기하급수적으로 늘어나기 때문입니다.

1. 법정 비상부하 (필수): 정전 시 인명 구조와 화재 진압에 필요한 설비입니다. (소방펌프, 비상조명, 배연설비, 비상용 승강기 등)

2. 보안 부하 (선택적): 정전 시 경제적 손실이 크거나 기능 유지가 필요한 설비입니다. (통신설비, 데이터 센터, 냉동고, 급수펌프 등)

3. 일반 부하 (제외): 일반 전등, 콘센트, 냉난방기 등은 보통 비상발전기 회로에서 제외합니다.

감사합니다.